¿Cómo se comunican entre ellos? Descubriendo el lenguaje de los hongos

En el vasto y complejo tejido de la vida en la Tierra, los hongos emergen como unos de los actores más intrigantes y menos comprendidos. Desde las levaduras unicelulares utilizadas en la fermentación hasta los majestuosos hongos de sombrero que emergen después de la lluvia, su variedad es inmensa. Es más, se estima que hay cerca de 2.5 millones de especies, aunque solo unas 150.000 han sido descritas.

Estos organismos pertenecientes al reino Fungi, que a menudo pasan desapercibidos, se diferencian en muchos aspectos de plantas y animales. Mientras que las plantas utilizan la fotosíntesis para producir materia orgánica (autótrofos), los hongos son heterótrofos, es decir, obtienen su alimento a partir de una fuente externa de materia orgánica. Algunos de ellos, al alimentarse de materia orgánica muerta, cumplen la función ecológica de descomposición. Esta capacidad los convierte en recicladores esenciales del ecosistema, ya que de aquella forma devuelven nutrientes al suelo, lo que favorece, entre muchos otros aspectos, el crecimiento de las plantas.

«Los organismos que se pueden considerar dentro del reino de los hongos, el reino Fungi, son aquellos que comparten ciertas características comunes. La más básica es propagarse a través de esporas. Todos los organismos del reino Fungi tienen en alguna etapa de su vida algún tipo de espora, sexual o asexual, de distintos colores, tamaños, ornamentaciones, y que les permite la propagación. Otra característica que tienen es que son heterótrofos, eso significa que tienen que buscar comida para poder crecer y hacer sus funciones biológicas básicas. Son como nosotros, necesitan comer para poder funcionar. Necesitan de otra fuente externa de materia orgánica, no producen su propio alimento», señala Patricia Silva-Flores, micóloga, doctora en Ciencias Biológicas, y actualmente académica Investigadora en el Centro de Investigación de Estudios Avanzados del Maule (CIEAM), de la Universidad Católica del Maule, Talca.

«Otro elemento, en el caso de los hongos filamentosos, es la presencia de unas estructuras que se llaman hifas. Este es el cuerpo vegetativo del hongo. Los hongos que no tienen hifas, son los levaduriformes, que son unicelulares. En las hifas, que en conjunto le llamamos micelio, y en algunas otras estructuras, los hongos tienen una molécula que también es particular del reino de los hongos, que es la quitina», agrega.

Además, los hongos actúan como agentes de biocontrol al regular plagas y patógenos, contribuyen a la formación y estructura del suelo, y son parte fundamental de las cadenas alimentarias al servir de alimento para diversos animales. También son utilizados en la producción de alimentos y medicamentos, participan en procesos de biorremediación para limpiar ambientes contaminados, y sirven como indicadores de la salud del ecosistema, reflejando cambios en la calidad del suelo y el medio ambiente.

De esta forma, los hongos establecen relaciones complejas y dinámicas con los ambientes que habitan, desempeñando roles fundamentales que afectan tanto a su propio crecimiento como el de otros organismos. Por lo mismo, no es de extrañar que exista un cierto grado de comunicación entre estos organismos.

«Todo depende de cómo definamos comunicación, o sea, en el fondo, la comunicación es que un emisor genera una señal y un receptor la recibe, generándose una respuesta. Entonces, si lo vemos de esa manera, los hongos también se comunican como nos comunicamos nosotros. Cuando nosotros recibimos una señal, producimos una alerta, así como hormonas, las que les informan a nuestros órganos que deben generar alguna respuesta. En ese sentido, los hongos también tienen una vía similar», comenta Silva-Flores.

«Cuando, por ejemplo, los hongos micorrícicos presentes en el suelo “perciben” una señal química de alguna planta, estos hongos producen ciertas moléculas bien particulares. Ese mensaje que reciben se traduce en generar un montón de estructuras características de la simbiosis micorrícica y, gracias a esa primera comunicación, se desencadena toda una vía metabólica de producción de moléculas que van a permitir que se establezca la simbiosis», agrega.

La comunicación eléctrica de los hongos

En la tierra se encuentra una enorme y basta red de hifas que se extienden como filamentos invisibles bajo la superficie del suelo. Se trata del micelio, el que une a todos los hongos, cumpliendo importantes funciones, como las de descomposición y simbiosis en el bosque. Ahora, también se ha demostrado que el micelio satisface otra necesidad de estos seres, la de transmitir información.

«El micelio es el cuerpo vegetativo del hongo. Si queremos hacer una analogía con lo que pasa con las plantas, por ejemplo, el micelio sería una planta completa, considerando, raíces, tallo y hojas. Entonces, el micelio es el “cuerpo” del hongo. Este “cuerpo” puede estar en cualquier parte donde haya materia orgánica. Esto es en seres vivos y muertos», afirma Silva-Flores.

Los hongos, que a menudo son considerados como organismos silenciosos e independientes, poseen una forma sorprendente de comunicación que se asemeja bastante al lenguaje humano. Recientes investigaciones, lideradas por el informático británico Andrew Adamatzky, han demostrado que estos organismos pueden transmitir información mediante impulsos eléctricos, gracias a las largas estructuras filamentosas subterráneas que los conforman, llamadas hifas, que se originan a partir de las esporas.

La investigación de Adamatzky, realizada hace un par de años atrás y publicada en la revista Royal Society Open Science, se centró en la actividad eléctrica de cuatro especies de hongos: Omphalotus nidiformis (hongo fantasma), Flammulina velutipes (hongo Enoki), Schizophyllum commune (hongo de branquias abiertas) y Cordyceps militaris (hongo oruga). A estos ejemplares se les insertaron microelectrodos en los sustratos colonizados por el micelio, la red filamentosas que conforma el cuerpo de los hongos.

A través de esta técnica, se registraron patrones eléctricos que revelaron dos tipos de actividad: de alta y baja frecuencia, con picos de potencial que se asemejan a las señales neuronales en los sistemas nerviosos de otros seres vivos. Asimismo, se logró comprobar que los hongos responden a estímulos mecánicos, químicos y ópticos, los que modifican las frecuencias de su actividad eléctrica.

«Según algunos estudios recientes, los hongos generan impulsos eléctricos a través de fluctuaciones en su potencial eléctrico extracelular. Estas fluctuaciones pueden ser registradas por electrodos colocados en el micelio o en los esporomas del hongo. Estos estudios han mostrado que los hongos producen picos de impulsos eléctricos, que varían en frecuencia y amplitud dependiendo de la especie y las condiciones ambientales, por lo que se cree que los hongos utilizan estos impulsos para comunicarse internamente en su red micelial, comportándose de igual forma que las neuronas en el cerebro. Los picos eléctricos podrían transportar información entre distintas partes del micelio, permitiendo la coordinación de actividades como la búsqueda de nutrientes, la respuesta a daños o la interacción con otros organismos», explica Viviana Salazar Vidal, profesora de Ciencias Naturales y Biología, bióloga en Biodiversidad y Conservación Biológica dedicada desde hace años a comprender y ayudar a la conservación de los hongos asociados a ecosistemas nativos.

«Los hongos no solo utilizan la comunicación a través de impulsos eléctricos, sino que también se comunican a través de señales químicas. Esto sucede en la liberación de esporas, que es inducida por señales químicas presentes en el entorno, o la producción de compuestos químicos como el etileno, que puede influir en la interacción con otros hongos o plantas. Además, los hongos que forman micorrizas se comunican con las raíces de las plantas a través de señales bioquímicas que facilitan la simbiosis, lo que permite el intercambio de nutrientes entre ambas especies», agrega.

De esta manera, los nuevos hallazgos sugieren que los hongos pueden comunicarse mediante estos impulsos eléctricos, que funcionan de manera análoga al habla humana, en patrones que son no aleatorios, siguiendo una frecuencia precisa. Estos patrones eléctricos no solo son específicos para cada especie, sino que también se agrupan en trenes de picos, mostrando una organización que sugiere un tipo de gramática rudimentaria. El análisis de estos picos permitió identificar hasta 50 «palabras» diferentes, con una longitud promedio de 5.97 caracteres, lo que indica una complejidad léxica superior a la de idiomas como el inglés, de 4.8 letras por palabra.

En este sentido, se logró convertir los picos de actividad eléctrica en secuencias binarias para interpretar sus patrones, sugiriendo que las distancias entre estos picos podrían representar significados específicos, similar a como funcionan las palabras en los idiomas humanos.

«Observamos ráfagas de picos en los trenes de la espiga similar a la observada en el sistema nervioso central. Si bien la similitud podría ser solo fenomenológica, esto indica una posibilidad de que las redes de micelio transformen la información a través de la interacción de picos y trenes de picos de manera homóloga a las neuronas. Se ha obtenido la primera evidencia de que de hecho los hongos responden a la estimulación mecánica, química y óptica cambiando el patrón de su actividad eléctrica y, en muchos casos, modificando las características de sus trenes de picos», se lee en el estudio.

«Encontramos que las distribuciones de longitudes de trenes de espigas, medidas en un número de espigas, siguen la distribución de longitudes de palabras en los idiomas humanos. Encontramos que el tamaño del léxico fúngico puede ser de hasta 50 palabras; sin embargo, el léxico central de las palabras más utilizadas no excede las 15–20 palabras. Las especies S. commune y O. nidiformis tienen el léxico más grande, mientras que las especies C. militaris y F. velutipes tienen uno menos extenso. Dependiendo del umbral de agrupación de las espigas en palabras, la longitud media de palabra varía de 3,3 (O. nidiformis) a 8,9 (C. militaris). La longitud media de palabra de un hongo en cuatro especies y dos métodos de agrupación de espigas es de 5,97, que es el mismo rango que la longitud media de palabra en algunos idiomas humanos, por ejemplo, 4,8 en inglés y 6 en ruso», se agrega.

¿De qué se tratan estas “conversaciones”?

Un aspecto fascinante de la investigación es la capacidad de los hongos para modificar su actividad eléctrica en respuesta a diferentes estímulos. Por ejemplo, cuando los hongos entran en contacto con materiales que digieren, como la madera, los impulsos eléctricos aumentan, lo que sugiere que están compartiendo información sobre fuentes de alimento o peligros potenciales. Estas respuestas también pueden variar dependiendo de la especie de hongo, lo que añade otra capa de complejidad a su forma de comunicación.

«Se ha propuesto que los hongos podrían estar transmitiendo una variedad de tipos de información mediante sus impulsos eléctricos, entre ellos señales relacionadas con el estado nutricional del hongo, la disponibilidad de nutrientes en el entorno, la presencia de posibles amenazas o daños, e incluso la interacción con otros organismos, tales como plantas y bacterias en relaciones simbióticas. Es más aún, se ha observado que los hongos responden a estímulos externos modificando sus patrones de impulsos, lo que sugiere que esta comunicación eléctrica podría ayudar a regular la respuesta a cambios ambientales, como variaciones en la humedad o la temperatura», aclara Salazar.

«Existen diversos estímulos externos que pueden afectar la actividad eléctrica y, por tanto, interfieren en la comunicación de los hongos. Estos incluyen: cambios mecánicos como la presión o daño físico en el micelio que puede desencadenar modificaciones en los patrones de impulsos eléctricos, indicando la necesidad de reparar o reorganizar el micelio, estímulos químicos que pueden reflejar la presencia de nutrientes o toxinas en el entorno y pueden influir en la generación de impulsos eléctricos, estímulos ópticos, ya que en ciertas especies la exposición a la luz también puede modificar los patrones eléctricos, aunque este efecto no está presente en todos los hongos», agrega.

Por otro lado, aunque los hallazgos de Adamatzky son intrigantes, Silva-Flores y otros científicos llaman a la cautela en la interpretación de estos resultados como evidencia de un lenguaje en el sentido humano. Las similitudes en los patrones de actividad eléctrica entre los hongos y el sistema nervioso humano son notables, pero de acuerdo con ellos se requiere de más investigación para establecer claramente las funciones y significados detrás de estas interacciones eléctricas. La posibilidad de que estos impulsos no representen un lenguaje en sí, sino que sean reacciones bioquímicas, es un área que necesita más estudio.

«Todavía nos queda más del 80% de los hongos por descubrir y, por lo tanto, uno podría encontrar millones de fenómenos nuevos. Es importante mantenernos abiertos para poder descubrir fenómenos no descritos, de mantener esa capacidad de hacernos preguntas fuera de lo común. Las personas que no son científicas cumplen un rol crucial en este asunto. En Chile se está dando un fenómeno bastante relevante, que son los festivales de hongos, los que se traducen en una tremenda oportunidad de intercambiar saberes, entre la academia y la comunidad no académica. Se generan una riqueza invaluable de nuevas ideas, conversaciones, discusiones y que permiten igualmente que la ciencia avance», opina Silva-Flores.

De igual forma, esta investigación sobre la comunicación eléctrica en los hongos llegó para abrir un nuevo campo de estudio en la biocomunicación y plantea interrogantes fascinantes sobre la inteligencia y la conciencia de estos organismos. A medida que se realicen más investigaciones, se podría llegar a descubrir que el mundo de los hongos es mucho más comunicativo y complejo de lo que jamás imaginamos.